储液罐的抗震研究史

储液罐的抗震研究主要分为锚固储液罐和无锚固储液罐两大类，本文简单回顾了国内外在这两种储液罐抗震研究方面所做的工作．重点阐述了近年来我国学者在无锚固储液罐抗震方面所做的工作及获得的成果，并指出了存在的问题和今后研究工作的发展趋势。     

地震作用下集装箱结构力学性能分析

针对目前广泛应用的多层集装箱房屋,提出了一种基于箱体之间摩擦耗能的滑移隔震体系.首先,建立了结构滑移隔震模型,并利用结构随机振动理论分析推导了层层滑移隔震结构各层等效阻尼比与摩擦系数之间的关系;然后,利用Abaqus非线性有限元软件建立了六层集装箱模型,对隔震结构、采用规范阻尼比的非隔震结构和采用等效阻尼比的非隔震结构分别在强震作用下的动力反应进行了弹塑性时程研究,分析了结构顶点位移、结构层间位移角以及结构层间滑移量等相关指标。结果表明:滑移隔震体系能有效减小结构各层最大位移;隔震结构和采用等效阻尼比的非隔震结构的最大层间位移角远小于采用规范阻尼比的非隔震结构;地震波的频谱特性会明显影响层层滑移隔震结构的动力反应.     

高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析

目的通过对高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析,探究高举架储罐基础隔震的可行性.方法依据ACI简化力学模型提出分散支承质量简化力学模型的方法,并通过在其底部植入隔震层,建立基础隔震简化力学模型并推导其运动控制方程,采用数值方法对比分析了不同条件下地震动响应.结果 ACI简化法与分散支承质量简化法计算结果相近,说明笔者提出的分散支承质量简化力学模型是可行的;基础隔震能有效控制高举架立式圆筒型储液容器地震动响应;隔震周期和隔震层阻尼比越大,基础隔震减震效率越高.结论建议基础隔震设计时需根据工程实际情况选择最佳隔震层参数.     

浮头式气液混合装置的设计

针对市售气液混合添加装置压力不稳定问题,设计了浮头式气液混合装置。该装置采用浮头式添加方法,在不需外力驱动下实现液体平稳自动添加,压力根据添加的实际情况进行调节。该装置主要有储液罐、加液罐和混合罐,储液罐里设有轻质伸缩管和浮头。在一定压力下,可利用精细雾化喷头对液体添加剂进行雾化,从而更好地与天然气进行混合,实现添加剂的平稳均匀添加。该装置可应用于天然气焊接、切割作业,有利于提高作业质量,大幅降低作业成本和安全成本。     

大型储液罐的地震反应分析

近年来地震频发,大型储液罐的抗震安全性则显得尤为重要.针对大型储液罐的地震反应进行了研究,首先建立了大型储液罐的有限元模型,然后对该模型进行模态分析得到大型储液罐的动力特性,最后通过地震激励得到大型储液罐的地震反应.通过结果分析表明,对于不考虑流固耦合的储液罐来说,不会出现"象足"失稳现象.研究为大型储液罐的抗震设计和抗震性能的研究提供了参考.     

环梁滑移与钢筋并联隔震装置设计研究

为了降低储罐的地震响应,提出了环梁滑移与钢筋并联隔震装置,通过ADINA程序建立了适用于1 000 m3储罐地震振动台实验缩尺1:4的环梁滑移与钢筋并联隔震装置的有限元模型,研究其在不同摩擦系数、储液高度、烈度、位移等参数影响下隔震装置的刚度,并与理论解进行了对比。结果表明,隔震装置设计时需要综合考虑选取最佳设计参数,满足储罐隔震装置水平刚度的要求,以期达到降低储罐地震响应的目的。     

考虑土-结构相互作用的隔震结构楼层反应谱分析

非结构构件常在大震甚至中小地震中发生损坏或中断工作,造成巨大损失。目前主要是通过建立楼层反应谱来考虑非结构构件的安全和运作。通过模态分析对隔震体系进行解耦,并考虑与地基土相互作用的条件下,推导出非结构构件的运动方程,从而建立楼层反应谱,并对不同性质的地基土、隔震装置和非结构构件中不同阻尼比对楼层响应的影响进行分析。结果表明,增加隔震装置并不一定能减小非结构构件的地震响应,对阻尼比较小且周期较长的非结构构件来说反而是不利的。     

不同类型场地对隔震储罐地震响应的影响

利用精度高的四阶龙格一库塔法求解橡胶基底隔震储罐的动力方程,探讨了场地因素对隔震储罐减震性能的影响,特别是对基底剪力、晃动波高、隔震支座位移3个重要响应参数的影响。研究表明：低隔震频率时储罐在4种场地上都取得良好隔震效果,场地越硬,减震效果越好,但有效隔震频率范围不一定越广。储罐减震效果提高需要付出隔震支座位移增大的代价。不同类型场地上储罐隔震后晃动波高都出现增大现象,I类场地上波高变化剧烈但幅度很小,IV类场地上波高变化幅度最大。合理的支座阻尼比可以起到降低基底剪力、晃动波高和支座位移的作用。除了第Ⅱ类场地,2000m^3罐减震效率高于50000m^3罐。在设计储罐隔震系统时,建议根据罐体高径比综合考虑参数响应的影响,优化配置隔震频率和阻尼比等设计参数。     

底部框架砌体层间隔震结构隔震参数优化分析

为了提高底部框架砌体结构的抗震性能,在上部砌体结构底部设置了隔震装置,形成底部框架砌体层间隔震结构。给出了该结构的振动方程,根据随机振动理论,采用非线性数学规划法研究了该结构下部框架顶层和上部砌体的位移响应方差,探究了隔震装置阻尼比及上下部结构频率比和质量比对位移响应方差的影响规律,表明该结构隔震层阻尼比宜大于0.2,上下结构频率比宜不超过0.8,上下结构质量比不宜小于0.5。     

立式储罐橡胶隔震工程应用设计研究

针对立式储罐的工程应用,给出了立式储罐的隔震基础设计的构造及要求,并将储罐作为单质点体系,建立了与规范相对应的储罐抗震设计反应谱法.考虑隔震频率在一定范围内对储罐晃动波高有一定的影响,给出了隔震设计的波高修正系数.考虑反应谱阻尼比与实际阻尼比之间的差异,给出了阻尼修正方法.针对工程中常用的浮顶罐,进行了计算分析,并与文献[1]的结果进行了比较,表明所给出的结果能够满足工程要求.     

经编间隔织物粘弹性与隔冲性能关系研究

选用冲击防护常用的经编间隔织物作为试验材料,研究材料粘弹性与其隔冲性能的关系。搭建了阻尼测试平台以测定不同规格的经编间隔织物阻尼比、压缩弹性模量和不同冲击速度下的冲击剩余载荷。试验结果表明,经编间隔织物的粘性或弹性作为单项指标与隔冲性能不存在明确的关系,提出粘弹比可以表征材料粘弹性与隔冲性能关系,在一定实验范围内,合适的粘弹比可获得较好的隔冲性能。     

隔震桥梁结构的简化反应分析及设计参数研究

在规则隔震桥梁结构简化为2自由度系统的基础上,利用等效线性化方法进一步将以隔震模态为主的2自由度隔震桥梁结构简化为双线性的单自由度隔震系统,考虑了隔震支座的双线性特性,并计入了隔震支座下部结构质量及墩柱粘滞阻尼比等参数对结构响应的影响,提出了相应的计算力学模型,重点讨论了隔震支座的剪切位移延性、硬化刚度比、隔震桥梁结构的质量比、隔震模态周期、墩柱周期及其粘滞阻尼比等参数对隔震桥梁结构在近场地震作用下非线性动力响应的影响,并对隔震支座设计参数的选取给出了合理的选择标准.     

静态人群-结构相互作用人行桥模态参数试验

针对静态人群-结构相互作用下人行桥模态参数影响进行试验研究,以实验室钢结构玻璃人行桥为研究平台.研究内容如下:测试环境激励下人行桥动力参数;测试静态人群作用在人行桥不同位置、不同姿势下结构的动力参数变化.结果表明:静态人群-结构相互作用下,随着作用人数增加,结构自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大.坐姿对结构频率影响最大;...     

阻尼对地铁引起地面振动计算的影响

地铁振动的频率多为中高频,且分布范围广,土体特性更是异常复杂。因此,地铁引起土体振动时,将产生复杂的拍现象,根据地铁引起土体振动频率的特性,提出确定阻尼比控制频率的合理个数和大小,从而使振动在其整个频率分布范围内的阻尼比与事先确定的控制阻尼比之差满足要求,进而建立Caughey阻尼模型;利用Caughey阻尼模型,通过有限元方法计算地铁引起土体的振动响应,并与按Rayleigh阻尼模型的计算结果进行比较,从而考察阻尼对地铁引起地面振动计算结果的影响。     

变杆长X形结构隔振系统动力学特性研究

针对传统三参数隔振器谐振段与高频段的隔振效果不能同时保证的问题,提出了一种将几何非线性特征变杆长X形结构隔振器的模型.该模型采用谐波平衡法建立动态响应解析模型,并且将解析解与时域数值解和多体动力学软件Adams得到的仿真数据进行对比,证明解析解正确.在此基础上,分析了变杆长X形结构隔振系统的等效刚度系数、等效阻尼系数、力传递率和多频稳态激励条件下传递到基础的动态力以及关键设计参数对隔振系统传递特性的影响.结果表明变杆长X形结构隔振系统等效刚度和等效阻尼呈单调递增变化;变杆长X形结构隔振系统谐振峰值显著减小且频率未发生变化,对应时域力响应也呈现出相同的变化特征.     

斜拉桥塔-索-桥面连续耦合振动模型及其影响因素分析

针对端部激励下大跨度斜拉桥主塔、拉索与桥面梁协同振动问题,考虑拉索的初始垂度、倾角、阻尼及拉索重力弦向分力影响,引入拉索的高精度抛物线形,建立桥塔-拉索-桥面连续耦合非线性振动精细化模型,推导结构系统在桥面和索塔激励作用下的非线性振动方程,研究塔-索-桥面梁结构系统面内振动特性,并编制程序分析桥面与拉索频率比、桥面激励幅值、索力、拉索阻尼及拉索倾角对拉索振动特性的影响规律。结果表明:桥面梁与拉索频率比是系统发生大幅振动的直接诱因,其频率比为有理数时,系统将发生大幅振动,频率比接近2时将激发大幅主参数共振;桥面激励幅值和索力对拉索振动特性影响较大,拉索振幅随桥面激励幅值的增加呈非线性增加,随索力的增加呈先急剧减小,后趋于稳定;索的振幅随拉索阻尼增加而减小,但是减小幅度有限;实际工程中,拉索倾角对斜拉索振动影响较小。     

减速带路面工况下线性和非线性模型悬架的最优阻尼比

为研究减速带路面工况下悬架最优阻尼比,搭建了二自由度汽车悬架线性及非线性模型,并采用Matlab/Simulink软件建立正弦截面减速带路面时域模型以通过仿真验证路面模型准确性。在此基础上,根据ISO标准中频率加权系数设计频率加权滤波网格;探讨脉冲输入下悬架线性模型的局限性,提出考虑车轮离地、撞击限位块场景下的二自由度悬架非线性模型;最后采用振动剂量值VDV和轮荷冲击系数k作为减速带路面工况下平顺性评价指标,仿真比较线性和非线性模型在考虑车轮离地、不同悬架限位块刚度以及不同行驶速度情况下的悬架最优阻尼比。研究表明仅考虑车轮离地非线性情况不会影响最优阻尼比,考虑撞击限位块时,不同限位块刚度以及不同车速均影响最优阻尼比. 该项研究结果为车辆悬架阻尼优化及控制提供了依据。     

电流变隔振器系统的键合图分析及动特性仿真

基于电流变液体特殊的阻尼可调的力学性能,针对电流变隔振器的结构特点,论述了其工作原理,采用键合图方法仿真和模拟评价隔振系统性能的两个参数--动刚度和响应滞后角.从理论的角度证明了电流变隔振器在低、高频段均有良好的隔振效果,该隔振器可利用"智能"的电流变液体,依靠外电场的控制及时准确地调控液体的粘度,实现对系统阻尼力的干预调节,达到发动机宽频带范围内主动隔振的目的.     

坐姿状态下人-结构相互作用体系水平振动特性

针对人-结构系统水平振动问题,建立质量轻基频低的试验平台,研究人端坐于试验平台时该人-结构相互作用体系的水平振动特性.试验结果表明:自然端坐状态下,人体的不同朝向对结构的动力特性的影响不同.当人朝x向端坐时,结构多出一个振型频率,而基频恰好分布于两振型中间;而当人朝y向端坐时,结构仅有共振频率高于原结构基频.在研究中,人通常比较成质量块放在结构装置上,而事实上质量块对结构的振型阻尼比影响很小,人体能显著增大结构振型阻尼比.因此,不能将水平向自然端坐的人仅仅看作质量块,而应当成质量-弹簧-阻尼完整的体系.